人教版高中生物選修3專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具.ppt課件

1、想象一 能否培育出具有抗蟲性狀的抗蟲棉呢？ 胰島素是治療糖尿病的特效藥,長期以來只能從豬、牛等動物的胰腺中提取，產(chǎn)量低本錢高。 而微生物生長迅速，容易控制。于是科學家想象，假設(shè)能將人的胰島素基因?qū)胛⑸矬w內(nèi)，并得以表達，就不僅能處理產(chǎn)量問題，還能大大降低消費本錢，使藥品價錢大幅下降。想象二 能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素等珍貴藥物？ 這些定向改造基因的想象能實現(xiàn)嗎？抗蟲棉抗蟲棉藍色玫瑰藍色玫瑰能消費胰島素的大腸桿菌能消費胰島素的大腸桿菌 轉(zhuǎn)基因鼠轉(zhuǎn)基因鼠能發(fā)熒光的轉(zhuǎn)基因豬能發(fā)熒光的轉(zhuǎn)基因豬基因工程得以實現(xiàn)的實際根底：基因工程得以實現(xiàn)的實際根底：1一切生物一切生物DNA的化學組成和構(gòu)造一樣。的化

2、學組成和構(gòu)造一樣。為不同種生物為不同種生物DNA拼接勝利提供物質(zhì)根底拼接勝利提供物質(zhì)根底2一切生物共用一套遺傳密碼子。為一切生物共用一套遺傳密碼子。為某生物的基因可以在其他生物細胞內(nèi)正常指某生物的基因可以在其他生物細胞內(nèi)正常指點蛋白質(zhì)合成提供能夠。點蛋白質(zhì)合成提供能夠。都是以都是以4種脫氧核苷種脫氧核苷酸為根本單位酸為根本單位都是雙螺旋構(gòu)造都是雙螺旋構(gòu)造 抗蟲棉的培育有哪些關(guān)鍵步驟？抗蟲棉的培育有哪些關(guān)鍵步驟？DNA DNA 重組技術(shù)的根本工具重組技術(shù)的根本工具本節(jié)知識內(nèi)容本節(jié)知識內(nèi)容1 DNA1 DNA重組技術(shù)的根本工具重組技術(shù)的根本工具專題一專題一 基因工程基因工程“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀

3、限制酶限制酶 “分子縫合針分子縫合針 DNA DNA銜接酶銜接酶 “分子運輸車分子運輸車 基因進入受體細胞的載體基因進入受體細胞的載體 黏性末端黏性末端平末端平末端12345脫氧核苷酸的構(gòu)造脫氧核苷酸的構(gòu)造 G1234512345 A3,5-磷磷酸二酯酸二酯鍵鍵3端5端3端5端磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵18仔細察看各限制酶仔細察看各限制酶 識別的特定序列有識別的特定序列有何何 特點？特點？限制酶的識別序列限制酶的識別序列限制酶所識別的序列的特點是：限制酶所識別的序列的特點是：呈現(xiàn)堿基互補對稱，無論是呈現(xiàn)堿基互補對稱，無論是6個個堿基還是堿基還是4個堿基，都可以找到個堿基，都可以找到一條中心軸線，中軸

4、線兩側(cè)的一條中心軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ上的堿基是反向?qū)ΨQ反復陳列的反復陳列的 ，稱為回文序列，稱為回文序列中軸線在G與A之間切割大腸桿菌的一種限制酶(EcoR)只能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。EcoRIEcoRI限制酶的作用限制酶的作用黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端EcoRIEcoRI限制酶的切割限制酶的切割 被限制酶切開的被限制酶切開的DNA兩條兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。對，這樣的切口叫黏性末端。SmaISmaI限制酶的切限制酶的切割割當限制

5、酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNADNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。限制性內(nèi)切酶作用過程SmaISmaI只能識別只能識別CCCGGGCCCGGG序列，并在序列，并在C C和和G G之間切開。之間切開。中軸線SmaISmaI限制酶的作用限制酶的作用在G與C之間切割他能推測限制酶存在于原核生物中的他能推測限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？作用是什么嗎？原核生物易受自然界外源原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物的入侵，但生物在長期的進化過程中構(gòu)成了一套完善的防御機在長期的進

6、化過程中構(gòu)成了一套完善的防御機制，以防止外來病原物的損害。限制酶就是細制，以防止外來病原物的損害。限制酶就是細菌的一種防御性工具，當外源菌的一種防御性工具，當外源DNA侵入時，會侵入時，會利用限制酶將外源利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證本身的切割掉，以保證本身的平安。所以，限制酶在原核生物中主要起到切平安。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源割外源DNA、使之失效，從而到達維護本身的、使之失效，從而到達維護本身的目的。目的。尋根問底尋根問底為什么限制酶不剪切細菌本身的為什么限制酶不剪切細菌本身的DNA？經(jīng)過長期的進化，細菌中含有某種限制酶經(jīng)過長期的進化，細菌中含有某種限制酶的細胞，其的

7、細胞，其DNADNA分子中不具備這種限制酶分子中不具備這種限制酶的識別切割序列，或者經(jīng)過甲基化酶將甲的識別切割序列，或者經(jīng)過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別序列的堿基上，使限制酶基轉(zhuǎn)移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，雖然細菌中含有某不能將其切開。這樣，雖然細菌中含有某種限制酶也不會使本身的種限制酶也不會使本身的DNADNA被切斷，并被切斷，并且可以防止外源且可以防止外源DNADNA的入侵。的入侵。 基因的針線：基因的針線：DNA銜接酶銜接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T

8、 T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同種限制酶切割用同種限制酶切割類型來源功能一樣點差別EcoliDNA銜接酶T4DNA銜接酶大腸桿菌T4噬菌體恢復磷酸二酯鍵只能銜接黏性末端能銜接黏性末端和平末端(效率較低)閱讀課本第閱讀課本第5頁頁“分子縫合針分子縫合針DNA銜接銜接酶的相關(guān)內(nèi)容，填寫下表酶的相關(guān)內(nèi)容，填寫下表自主學習自主學習ATGCATGC銜接酶銜接磷酸二酯鍵銜接酶銜接磷酸二酯鍵DNADNA銜接酶的作用過程：銜接酶的作用過程：二、分子縫合針二、分子縫合針DNA銜接酶銜接酶 T磷磷酸酸二二酯酯鍵鍵1234512345 A作用部位：作用部位：DN

9、A聚合酶和聚合酶和DNA銜接酶有何銜接酶有何一樣點和不同點？一樣點和不同點？DNA銜接酶銜接酶DNA聚合酶聚合酶銜接銜接DNA鏈鏈銜接部位銜接部位雙鏈雙鏈在兩在兩DNADNA片片斷之間構(gòu)成斷之間構(gòu)成磷酸二脂鍵磷酸二脂鍵單鏈單鏈將單個核苷酸加將單個核苷酸加到已存在的核酸到已存在的核酸片斷片斷3 3末端構(gòu)成末端構(gòu)成磷酸二脂鍵磷酸二脂鍵銜接黏性末端銜接黏性末端銜接黏性末端和平末端銜接黏性末端和平末端分類分類作用作用E.coli DNA銜接酶銜接酶銜接酶種類：銜接酶種類：T4DNA銜接酶銜接酶核苷酸分子的銜接：核苷酸分子的銜接：ATGCATGCDNADNA聚合酶銜接單鏈聚合酶銜接單鏈DNADNA把單個

10、脫氧核苷酸銜接到把單個脫氧核苷酸銜接到DNADNA片段上片段上三、分子運輸車三、分子運輸車基因進入受基因進入受體細胞的載體體細胞的載體 要讓一個從甲生物細胞內(nèi)取出來的基因在乙生要讓一個從甲生物細胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進展表達，首先得將這個基因送到乙生物的物體內(nèi)進展表達，首先得將這個基因送到乙生物的細胞內(nèi)去！能將外源基因送入受體細胞的工具就是細胞內(nèi)去！能將外源基因送入受體細胞的工具就是載體。載體?；蚬こ痰妮d體被喻為：基因工程的載體被喻為：分子運輸車分子運輸車基因工程的載體來源：基因工程的載體來源：作為基因工程的載體需求怎樣的條件呢？作為基因工程的載體需求怎樣的條件呢？有標志基因的存有標志

11、基因的存在，可用含青霉在，可用含青霉素的培育基鑒別。素的培育基鑒別。有切割位點有切割位點能復制并帶著能復制并帶著插入的目的基插入的目的基因一同復制因一同復制質(zhì)粒質(zhì)粒裸露的、構(gòu)造簡單的、獨立裸露的、構(gòu)造簡單的、獨立于細菌染色體即擬核于細菌染色體即擬核DNA之外，之外，并具有自我復制才干的很小的雙鏈并具有自我復制才干的很小的雙鏈環(huán)狀環(huán)狀DNA分子。分子。最常用運載體最常用運載體質(zhì)粒質(zhì)粒 實踐上在基因?qū)嵺`上在基因工程操作中，工程操作中，真正被用作載真正被用作載體的質(zhì)粒，都體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒是在天然質(zhì)粒的根底上進展的根底上進展過人工改造的。過人工改造的。1 1、能自我復制、能自我復制2 2、具有

12、一個或多個限制酶切點、具有一個或多個限制酶切點3 3、具有遺傳標志基因、具有遺傳標志基因4 4、對受體細胞無害、易分別、對受體細胞無害、易分別5 5、大小適宜，便于操作、大小適宜，便于操作質(zhì)粒作為運載體的條件？在進展基因工程操作中在進展基因工程操作中,真正被用作載體的質(zhì)粒都是在真正被用作載體的質(zhì)粒都是在天然質(zhì)粒的根底上進展過人工改造的天然質(zhì)粒的根底上進展過人工改造的課本知識回想課本知識回想 基因工程又叫做基因工程又叫做 或或 。通俗地說，就是。通俗地說，就是按照人們的志愿，把一種生物的某種按照人們的志愿，把一種生物的某種 提取出來，加以提取出來，加以 ， 然后放到另一種生物的細胞里，然后放到另

13、一種生物的細胞里， 改造生物的遺傳性狀。改造生物的遺傳性狀?；蚱唇蛹夹g(shù)基因拼接技術(shù)DNA重組技術(shù)重組技術(shù)基因基因修飾改造修飾改造定向地定向地DNA 重組技術(shù)的根本工具重組技術(shù)的根本工具“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀 “分子縫合針分子縫合針 “分子運輸車分子運輸車限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶DNA銜接酶銜接酶基因進入受體細胞的載體基因進入受體細胞的載體原核生物中分別純化出來原核生物中分別純化出來特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵粘性末端粘性末端平末端平末端1、種類：、種類：2、作用部位：、作用部位：兩類兩類銜接黏性末端銜接黏性末端Ecoli DNA銜接酶銜接酶T4 DNA銜接酶銜

14、接酶磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵銜接黏性末端和平末端銜接黏性末端和平末端通常有三種通常有三種:作為載體的條件：作為載體的條件： 在進展基因工程操作中在進展基因工程操作中,真正被用作載體的質(zhì)粒都是真正被用作載體的質(zhì)粒都是在在 質(zhì)粒質(zhì)粒噬菌體衍生物噬菌體衍生物動植物病毒動植物病毒天然質(zhì)粒天然質(zhì)粒人工改造人工改造的的能自我復制；有切割位點；能自我復制；有切割位點；有遺傳標志基因；對受體細胞無害、易分別有遺傳標志基因；對受體細胞無害、易分別根底上進展過根底上進展過在基因工程中，切割運載體和在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的含有目的基因的DNA片段，需片段，需運用運用 同種限制酶同種限制酶 B. 兩種限制酶兩種限制酶同種銜接酶同種銜接酶 D. 兩種銜接酶兩種銜接酶比較有關(guān)的比較有關(guān)的DNA酶酶1DNA水解酶：可以將水解酶：可以將DNA水解成四種脫氧核水解成四種脫氧核苷酸，徹底水解成膦酸、脫氧核糖和含氮堿基苷酸，徹底水解成膦酸、脫氧核糖和含氮堿基 2DNA解旋酶：可以將解旋酶：可以將DNA或或DNA的某一段的某一段解成兩條長鏈，作用的部位是堿基和堿基之間